本系統設計如何使小車穩定地跟蹤黑線，并行駛至預先設置的里程值，。該系統以AT89C51為主控核心，依照賽題要求，充分利用小車的機械結構，巧妙構思改造，使小車的整體架構達到最佳性能。采用LED顯示和語音播報相關數據，系統測試性能優異、穩定。

　　根據賽題要求的功能及指標，我們將整個系統劃分為七個基本模塊，如圖1-1所示。為了使各個模塊具有較好的性能，分別提出以下不同設計方案：

　　1、驅動模塊

　　方案一：如圖1-2所示，本設計方案較為簡單，即通過大功率電阻消耗功率來實現，通過對R1、R2的選擇能提供八種速度，可根據路面摩擦力大小來調節R1、R2的大小，使小車處于最佳行駛狀態。

　　方案二：采用數控電位器X9313集合NE555多諧振蕩器輸出PWM信號。通過單片機控制數控電位器來調整NE555多諧振蕩器的輸出方波的占空比，達到對電機速度的控制。這個方案的優點是控制比較方便、軟件資源消耗少。

　　方案三：可采用具有防止單邊短路保護設計。并由單片機直接產生PWM信號，控制H型橋式PWM電機驅動電路。通過單片機可精確調整電動機的轉速。由于此電路中管子工作在飽和截止的狀態下，所以效率非常高，電子開關的響應時間很短，穩定性極，驅動能力強。

　　方案一中采用電阻降壓來控制電機的速度，雖然電路簡單，但R1、R2的參數難以確定，速度無法細微調整，不能達到賽題要求的精度。方案二與方案三比較，軟件控制量相當，但方案二的硬件電路較為復雜，驅動能力不如方案三。綜合考慮三種方案的優缺點，我們選擇方案三來實現本系統。

　　2、黑線檢測模塊

　　方案一：使用發光二極管和光敏二極管。此方案缺點在于環境的其他光源對光敏二極管的工作產生很大的干擾，一旦外界光強改變，很可能造成誤判和漏判，即使采用超高亮發光管可以降低一定的干擾，但這又增加額外的功耗。

　　方案二：采用紅外一體化傳感器。此方案可以降低可見光的干擾，靈敏度高，同時其尺寸小、質量輕、價格也低廉。外圍電路簡單，安裝起來方便，電源要求不高，用它作為近距離傳感器是最理想的。

　　方案三：利用激光。此方案雖然抗干擾性強、可靠性高，但其缺點在于體積大、功耗大、價格高。一般用在要求場合非常高的場合，本系統采用方案二已經能夠勝任，無須采用此方案。

　　3、測速測距模塊

　　方案一：采用斷續式光電開關。由于該開關是溝槽結構，可以將其置于固定軸上，再在電機軸上安裝圓片，均勻地固定多個遮光片，讓其恰好通過溝槽，產生一個個脈沖。通過脈沖的計數實現對速度的檢測。

　　方案二：采用霍爾器件。該器件內部由三片霍爾金屬板組成，當磁鋼正對金屬片時，由于霍爾效應，金屬板發生橫向導通，因此可在電機軸上安裝固定有磁片的圓片，而將霍爾器件固定在距圓片上方1cm3的范圍，通過對脈沖的記數實現對速度的檢測。

　　兩種方案都是可行的轉速檢測方案。考慮到光電開關有可能受外界光線影響且硬件結構較復雜，而霍爾器件使用方便、脈沖準確。故擬采用方案二。

　　4、其他部分

　　電源采用7.2V和9.6V兩組共地的電源分別通過5V和8V的三端穩壓器給系統和電機驅動電路供電，這種方法可以有效的隔離電機開關時對系統所產生的沖擊干擾，并且穩定的電壓提高了系統的穩定性。

　　LED顯示模塊采用8位靜態串行顯示和8位動態顯示均可，但根據賽題的要求，為防止因程序沖突導致顯示不正常，故采用8位靜態串行顯示。并且我們降低了顯示模塊的電壓，既使數碼管的亮度沒有明顯的變化又有效地解決了靜態顯示耗電量大的問題。

　　采用11個發光二級管分別用來做紅外指示、開機起步指示和能源指示。

　　采用語音芯片1420P做語音播報模塊，用來做起步提示和里程及速度播報。